JP2012094275A - 点灯装置および、これを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源が照射する環境下においてビデオカメラで撮影した際における、ちらつきの発生を防止することができる点灯装置および、これを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】直流電流Ｉ１を出力する点灯部３１と、点灯部３１が出力する直流電流Ｉ１を平滑したＬＥＤ電流Ｉ２を光源６に供給するコンデンサＣ６と、チョッパ動作期間Ｔ１とチョッパ動作停止期間Ｔ２とを交互に繰り返すＰＷＭ制御を行う制御部４と、チョッパ動作期間Ｔ１とチョッパ動作停止期間Ｔ２との和を１周期Ｔ０とする周波数ｆｐ（Ｈｚ）と、コンデンサＣ６の容量Ｃ６ｐ（μＦ）との乗算値を、０．０５以上にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置および、これを用いた照明器具に関するものである。

従来、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた点灯装置が提供されている。従来の点灯装置は、ＬＥＤを調光制御するために、ＬＥＤに流れるＬＥＤ電流を１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度の低周波数で間欠的に休止させるＰＷＭ調光や、ＬＥＤ電流の振幅を制御する振幅調光を行っている。ＰＷＭ調光は、ＬＥＤにＬＥＤ電流を供給する期間（オンデューティ）を調整し、光出力（ＬＥＤ電流）の平均値を調整することで、ＬＥＤの調光制御を行う。振幅調光は、ＬＥＤ電流の大きさ（振幅）を調整して、光出力（ＬＥＤ電流）の平均値を調整することで、ＬＥＤの調光制御を行う。

また、ＰＷＭ信号に同期させてＰＷＭ調光を行う際に、ＬＥＤのちらつきを抑制するために、ＰＷＭ信号の周波数を１００Ｈｚ以上に設定するのが望ましい。ＰＷＭ信号の周波数を１００Ｈｚ以上に設定することによって、ＬＥＤが照射する環境下における人間の目にはちらつきを感じない。しかし、ＰＷＭ信号の周波数を２ｋＨｚ以上に設定した場合、調光レベルの深い領域ではオフ時間が短くなり、スイッチング素子のパルス制御が困難となる。さらに、トランス等による、うなりが発生する。したがって、ＰＷＭ調光を行う場合、ＰＷＭ信号の周波数を１００Ｈｚ〜２ｋＨｚに設定するのが望ましい。

また、ＰＷＭ調光と振幅調光とを組み合わせることによって、トランスによるうなりを抑制し、調光レベルが深い領域でも安定した調光制御を行うことができる照明器具が提供されている（特許文献１参照）。

特開２００９−５４４２５号公報

図７に、調光時における、ＬＥＤに供給するＬＥＤ電流の波形図を示す。ＰＷＭ調光を行った場合、ＬＥＤ電流が増減して増光期間Ｔ１１と減光期間Ｔ１２とを交互に繰り返す。つまり、実際にはＰＷＭ信号の周波数でＬＥＤが点滅しているが、ＰＷＭ信号の周波数を１００Ｈｚ以上に設定することによって、人間の目ではちらつきが平均されて見えるため、違和感を感じない。しかし、ビデオカメラは、１／１２０秒等の一定のシャッタースピードで撮像している。そのため、調光状態のＬＥＤが照射する環境下においてビデオカメラで撮影した際に、人の目には違和感なく見えるにも関わらず、撮影した映像では光が点滅して見えるという現象（フリッカ）が発生するという問題がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源が照射する環境下においてビデオカメラで撮影した際における、ちらつきの発生を防止することができる点灯装置および、これを用いた照明器具を提供することにある。

本発明の点灯装置は、直流電流を出力する点灯部と、前記点灯部が出力する前記直流電流を平滑した平滑電流を、光源に供給するコンデンサで構成される平滑部と、前記直流電流を前記平滑部に供給する第１の期間と、前記第１の期間よりも前記直流電流を低減させる第２の期間とを交互に繰り返す断続制御を行う制御部と、前記第１の期間と前記第２の期間との和を１周期とする周波数（Ｈｚ）と、前記コンデンサの容量（μＦ）との乗算値を、０．０５以上にすることを特徴とする。

この点灯装置において、前記平滑電流のリップル率を１５％以下にすることが好ましい。

本発明の照明器具は、直流電流を出力する点灯部と、前記点灯部が出力する前記直流電流を平滑した平滑電流を、光源に供給するコンデンサで構成される平滑部と、前記直流電流を前記平滑部に供給する第１の期間と、前記第１の期間よりも前記直流電流を低減させる第２の期間とを交互に繰り返す断続制御を行う制御部と、前記第１の期間と前記第２の期間との和を１周期とする周波数（Ｈｚ）と、前記コンデンサの容量（μＦ）との乗算値を、０．０５以上にする点灯装置と、前記点灯装置の前記平滑電流によって点灯する光源とを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、光源が照射する環境下においてビデオカメラで撮影した際における、ちらつきの発生を防止することができるという効果がある。

本発明の実施形態１の点灯装置の回路構成図を示す図である。 同上の概略構成を示す図である。 同上の制御用集積回路の内部構成を示すブロック図である。 （ａ）ＬＥＤ電流の波形図である。（ｂ）ＰＷＭ信号の波形図である。 （ａ）降圧チョッパ回路の回路図である。（ｂ）昇圧チョッパ回路の回路図である。（ｃ）フライバックコンバータの回路図である。（ｄ）反転型チョッパ回路の回路図である。 実施形態２の照明器具の外観を示す概略構成図である。 （ａ）従来のＬＥＤ電流の波形図である。（ｂ）ＰＷＭ信号の波形図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の点灯装置１の概略構成図を図２に示す。

本実施形態の点灯装置１は、電源回路２と、降圧チョッパ回路３と、制御回路４と、信号処理部５とで構成されている。

点灯装置１は、商用電源７（例えば、１００Ｖ，５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）からコネクタＣＯＮ１を介して電源供給され、電源回路２が交流電圧Ｖ１を変換して整流電圧Ｖ２を生成する。また、コネクタＣＯＮ３を介して調光信号Ｓ１が出力され、信号処理部５が調光信号Ｓ１に対して信号処理を行い、ＰＷＭ信号Ｓ２を生成して制御回路４に出力する。

また、降圧チョッパ回路３は、コネクタＣＯＮ２を介して光源６が接続されている。本実施形態の光源６は、１乃至複数の半導体発光素子６１（ＬＥＤ素子６１）で構成されている。なお、光源６は、複数個のＬＥＤ素子６１を直列接続または並列接続または直並列接続されたＬＥＤモジュールで構成されていてもよい。また、本実施形態では半導体発光素子としてＬＥＤ素子６１を用いているが、有機ＥＬ素子や半導体レーザー素子を用いてもよい。

そして、制御回路４は、ＰＷＭ信号Ｓ２に基づいて、降圧チョッパ回路３の出力電流を制御することで、光源６を調光制御することができる。

以下に各部の詳細な構成について説明する。

図１に、電源回路２，降圧チョッパ回路３，制御回路４の回路構成図を示す。

電源回路２は、フューズＦ１と、フィルタ回路２１と、整流平滑回路２２とで構成されている。

フィルタ回路２１は、コネクタＣＯＮ１とフューズＦ１とを介して商用電源７から交流電圧Ｖ１が供給される。フィルタ回路２１は、サージ電圧吸収素子ＺＮＲ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、コモンモードチョークコイルＬＦ１とで構成されており、商用電源７から供給される交流電圧Ｖ１のノイズを除去する。

整流平滑回路２２は、全波整流器ＤＢ１と、平滑コンデンサＣ３とで構成されており、交流電圧Ｖ１を整流して平滑コンデンサＣ３の両端間に整流電圧Ｖ２を生成する。また、図２に示すように、平滑コンデンサＣ３の負極とグランドとの間に、コンデンサＣ４，Ｃ５を直列接続してもよい。なお、整流平滑回路２２は、昇圧チョッパ回路を用いた力率改善回路で構成されていてもよい。

なお、電源回路２は、従来周知の回路構成であるため、詳細な説明は省略する。

次に降圧チョッパ回路３について説明する。

降圧チョッパ回路３は、インダクタＬ１と、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１と、電解コンデンサからなるコンデンサＣ６とで構成されている。整流平滑回路２２の出力端間に、コンデンサＣ６とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ１とからなる直列回路が接続されており、コンデンサＣ６とインダクタＬ１と並列にダイオードＤ１が接続されている。なお、インダクタＬ１，スイッチング素子Ｑ１，ダイオードＤ１が本発明の点灯部３１に相当し、コンデンサＣ６が本発明の平滑部３２に相当する。

また、コンデンサＣ６の両端間には、コネクタＣＯＮ２を介して光源６が接続されている。

スイッチング素子Ｑ１がオンしている時は、直流電流Ｉ１が供給されてコンデンサＣ６が充電され、スイッチング素子Ｑ１がオフしている時は、コンデンサＣ６が放電する。このように、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフを交互に繰り返して、コンデンサＣ６が充放電を繰り返すことで、整流電圧Ｖ２を降圧してコンデンサＣ６の両端間にコンデンサ電圧Ｖ３が生成される。そして、コンデンサ電圧Ｖ３を電源として、光源６にＬＥＤ電流Ｉ２（平滑電流）を供給する。

制御回路４は、スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御することで、ＬＥＤ電流Ｉ２を制御し、光源６を調光制御している。制御回路４は、制御用集積回路４１と、その周辺回路によって構成されている。

図３に制御用集積回路４１の内部構成を示す。

ＩＮＶピン４１１は、内蔵の誤差増幅器ＥＡ１（エラーアンプ）の反転入力端子に接続されている。ＣＯＭＰピン４１２は、誤差増幅器ＥＡ１の出力端子に接続されている。ＭＵＬＴピン４１３は、乗算回路４３の入力端子に接続されている。ＣＳピン４１４は、チョッパ電流検出端子として機能する。ＺＣＤピン４１５は、ゼロクロス検出端子として機能する。ＧＮＤピン４１６は、グランド端子として機能する。ＧＤピン４１７は、ゲートドライブ端子として機能する。Ｖｃｃピン４１８は、電源端子として機能する。

Ｖｃｃピン４１８とＧＮＤピン４１６との間に、所定電圧以上の制御電源電圧Ｖ４が印加されると、内蔵された制御電源４２により、基準電圧Ｖ５，Ｖ６が生成される。そして、制御用集積回路４１の内部の各回路が動作可能となる。

また、本実施形態では、コンデンサＣ７とツェナーダイオードＺＤ１とが互いに並列接続された制御電源回路４０を備えており、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧に設定された制御電源電圧Ｖ４を生成している。なお、簡易な構成として、コンデンサＣ３の正極とコンデンサＣ７の正極との間に図示しない高抵抗を接続し、整流平滑回路２２が出力する整流電圧Ｖ２を制御電源回路４０の入力に用いる。

制御用集積回路４１に制御電源電圧Ｖ４が印加されると、まずスタータ４４が、ＯＲゲート４６を介して、フリップフロップ４５のセット入力端子４５１（Ｓ端子）にスタートパルスを出力する。すると、フリップフロップ４５の出力端子４５２（Ｑ端子）の出力レベルがハイレベルとなる。そして、駆動回路４７を介してＧＤピン４１７の出力レベルもハイレベルとなる。

ＧＤピン４１７とグランドとの間には、抵抗Ｒ２，Ｒ３の直列回路が接続されており、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点が、スイッチング素子Ｑ１のゲートに接続されている。したがって、ＧＤピン４１７の出力レベルがハイレベルとなると、抵抗Ｒ２，Ｒ３による抵抗分圧値がスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間に印加されて、スイッチング素子Ｑ１がオンする。なお、抵抗Ｒ１は、電流検出に用いる抵抗値が小さい抵抗であるので、ゲート・ソース間に印加される電圧には殆ど影響しない。

スイッチング素子Ｑ１がオンすると、整流平滑回路２２からコンデンサＣ４，インダクタＬ１，スイッチング素子Ｑ１，抵抗Ｒ１の経路で直流電流Ｉ１が流れる。このとき、インダクタＬ１に流れる直流電流Ｉ１は、インダクタＬ１が磁気飽和しない限り、略直線的に上昇する。また、抵抗Ｒ１は、スイッチング素子Ｑ１がオンしているときにおける、直流電流Ｉ１の検出抵抗であり、抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖ７が直流電流Ｉ１の検出信号として、制御用集積回路４１のＣＳピン４１４に出力される。

そして、ＣＳピン４１４に入力される電圧Ｖ７は、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ８とで構成されるノイズフィルタを介して、コンパレータＣＰ１の非反転入力端子に印加される。なお、本実施形態では、抵抗Ｒ４は４０ｋΩ、コンデンサＣ８は５ｐＦで構成されている。コンパレータＣＰ１の反転入力端子には、基準電圧Ｖ８が印加される。この基準電圧Ｖ８は乗算回路４３の出力電圧であり、ＩＮＶピン４１１に印加される電圧Ｖ９と、ＭＵＬＴピン４１３に印加される電圧Ｖ１０とに基づいて決定される。

インダクタＬ１に流れる直流電流Ｉ１が所定値以上となり、抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖ７が基準電圧Ｖ８以上となると、コンパレータＣＰ１の出力レベルがハイレベルとなり、フリップフロップ４５のリセット入力端子４５３（Ｒ端子）にハイレベルの信号が入力される。すると、フリップフロップ４５の出力端子４５２（Ｑ端子）の出力レベルはローレベルとなる。出力端子４５２（Ｑ端子）の出力レベルがローレベルとなると、駆動回路４７の出力レベルもローレベルとなり、ＧＤピン４１７から電流を引き込むように動作する。抵抗Ｒ２と並列にダイオードＤ２と抵抗Ｒ５の直列回路が接続されており、駆動回路４７は、スイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間の電荷をダイオードＤ２，抵抗Ｒ５を介して引き抜くことで、スイッチング素子Ｑ１が速やかにオフする。

スイッチング素子Ｑ１がオフすると、インダクタＬ１に蓄積されていた電磁エネルギーがダイオードＤ１を介して回生電流が流れて、コンデンサＣ６が放電される。このとき、インダクタＬ１の両端電圧は、コンデンサＣ６両端の電圧Ｖ３にクランプされる。インダクタＬ１のインダクタンスをＬ１Ａとすると、インダクタＬ１に流れる回生電流は略一定の傾き（ｄｉ／ｄｔ≒−Ｖ３／Ｌ１Ａ）で減少する。

コンデンサＣ６の両端間に生成されるコンデンサ電圧Ｖ３が高い場合、回生電流は急速に減衰し、コンデンサ電圧Ｖ３が低い場合、回生電流は緩慢に減衰する。すなわち、インダクタＬ１に流れる回生電流のピーク値が一定であっても、回生電流が消失するまでの時間は、負荷電圧に応じて変化する。その所要時間は、コンデンサ電圧Ｖ３が高いほど短く、コンデンサ電圧Ｖ３が低いほど長くなる。

また、回生電流が流れている期間中は、インダクタＬ１の２次巻線Ｌ１１の両端間には回生電流の傾きに応じた２次電圧Ｖ１１が発生し、この２次電圧Ｖ１１が回生電流の検出信号として、抵抗Ｒ６を介してＺＣＤピン４１５に出力される。この２次電圧Ｖ１１は、回生電流が流れ終わるとゼロとなる。

ＺＣＤピン４１５には、ゼロクロス検出用のコンパレータＣＰ２の反転入力端子が接続されている。また、コンパレータＣＰ２の非反転入力端子には、基準電圧Ｖ６が印加されている。そして、回生電流が減少し、２次電圧Ｖ１１が基準電圧Ｖ６以下となると、コンパレータＣＰ２の出力レベルがハイレベルとなり、ＯＲゲート４６を介してフリップフロップ４５のセット入力端子４５１（Ｓ端子）にハイレベルの信号が出力される。そして、フリップフロップ４５の出力端子４５２（Ｑ端子）の出力レベルがハイレベルとなり、ＧＤピン４１７の出力レベルがハイレベルとなって、スイッチング素子Ｑ１がオンする。

このように、上記動作を繰り返すことで、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフされ、コンデンサＣ４の両端間に、整流電圧Ｖ２を降圧したコンデンサ電圧Ｖ３が生成され、光源６に供給するＬＥＤ電流Ｉ２が定電流制御される。なお、光源６には複数のＬＥＤ素子６１が直列接続されることで構成されており、ＬＥＤ素子６１の順電圧をＶｆ、直列接続されたＬＥＤ素子６１の個数をｎ個とすると、コンデンサ電圧Ｖ３は略Ｖｆ×ｎにクランプされる。

次に、光源６の調光制御について説明する。

本実施形態の点灯装置は、高周波のチョッパ動作を低周波のＰＷＭ信号Ｓ２に応じて間欠的に停止させる断続制御することによって、ＰＷＭ信号Ｓ２のデューティに応じたＬＥＤ電流Ｉ２を光源６に供給することで、光源６を調光する。

スイッチング素子Ｑ１のゲート端子とグランドとの間に、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２が接続されており、このスイッチング素子Ｑ２のゲート端子にＰＷＭ信号Ｓ２が出力される。

ＰＷＭ信号Ｓ２は、例えば１００Ｈｚ〜２ｋＨｚ程度の低周波の矩形波電圧信号であり、１周期中のローレベルの期間が長いほど調光レベルが大きくなるように構成されている。この種のＰＷＭ信号Ｓ２は、蛍光灯などの調光点灯装置に広く用いられている。図２に示すように、外部に設けられた図示しない調光器から出力される調光信号Ｓ１に基づいて、信号処理部５がＰＷＭ信号Ｓ２を生成して制御回路４に出力する。本実施形態の信号処理部５は、ダイオードブリッジＤＢ２とインピーダンスＺ１とツェナーダイオードＺＤ２とからなる整流回路５１と、フォトカプラーＰＣ１からなる絶縁回路５２と、波形整形回路５３とで構成されている。整流回路５１が調光信号Ｓ１を整流し、絶縁回路５２のフォトカプラーＰＣ２に出力する。そして、波形整形回路５３がフォトカプラーＰＣ２に流れる電流値に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓ２のデューティ比を決定して、ＰＷＭ信号Ｓ２を制御回路４に出力する。なお、信号処理部５は、従来周知の構成であるので、詳細な説明は省略する。

信号処理部５から出力されたＰＷＭ信号Ｓ２は、ダイオードＤ２を介して、スイッチング素子Ｑ２のゲート端子に出力される。

ＰＷＭ信号Ｓ２がハイレベルの場合、スイッチング素子Ｑ２がオンするので、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子とグランドとが短絡される。すなわち、ＰＷＭ信号Ｓ２がハイレベルの場合、ＧＤピン４１７の出力レベルに関わらず、スイッチング素子Ｑ１のオフ状態が維持され、チョッパ動作（スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作）が停止する。チョッパ動作停止期間Ｔ２（第２の期間）は、整流平滑回路２２からコンデンサＣ６に向かって直流電流Ｉ１が供給されないので、コンデンサＣ６が放電し、コンデンサ電圧Ｖ３が減少する。

ＰＷＭ信号Ｓ２がローレベルの場合、スイッチング素子Ｑ２がオフ（高インピーダンス状態）となる。すなわち、ＰＷＭ信号Ｓ２がローレベルの場合、ＧＤピン４１７の出力レベルに応じて、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフする通常のチョッパ動作を行う。チョッパ動作期間Ｔ１（第１の期間）は、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフするので、コンデンサＣ６の両端にコンデンサ電圧Ｖ３が生成され、ＬＥＤ電流Ｉ２を光源６に供給する。

したがって、チョッパ動作期間Ｔ１と、チョッパ動作停止期間Ｔ２との比率は、ＰＷＭ信号Ｓ２のローレベル期間とハイレベル期間との比率（デューティー比）と一致する。チョッパ動作期間Ｔ１ではコンデンサ電圧Ｖ３が増加するのでＬＥＤ電流Ｉ２が増加し、チョッパ動作停止期間Ｔ２ではコンデンサ電圧Ｖ３が減少するのでＬＥＤ電流Ｉ２が減少する。すなわち、ＰＷＭ信号Ｓ２の１周期Ｔ０（＝Ｔ１＋Ｔ２）に対するローレベルの割合に応じたＬＥＤ電流Ｉ２が光源６に供給される。つまり、ＰＷＭ信号Ｓ２のデューティ比を変動させることで、光源６を調光制御（ＰＷＭ調光）することができる。

また、従来の点灯装置は、光源の調光時において、光源に供給するＬＥＤ電流のリップル率が大きいため、ビデオカメラで撮影した映像をモニターで確認した際に、ちらつき（フリッカ）が生じていた（図７参照）。

しかし、本実施形態の点灯装置は、ＬＥＤ電流Ｉ２のリップル率を低減させるために、ＰＷＭ信号Ｓ２の周波数ｆｐ（Ｈｚ）と、コンデンサＣ６の容量Ｃ６ｐ（μＦ）との乗算値を０．０５以上とする構成を備えている。すなわち、ｆｐ（Ｈｚ）×Ｃ６ｐ（μＦ）≧０．０５とする。

例えば、ＰＷＭ信号Ｓ２の周波数ｆｐ（＝１／Ｔ０）が１００Ｈｚである場合、本実施形態のコンデンサＣ６の容量Ｃ６ｐを５００μＦとする。このときの、ＬＥＤ電流Ｉ２の波形図を図４に示す。このときのＬＥＤ電流Ｉ２の最大値Ｉｍａｘは、チョッパ動作停止直前時の２６０ｍＡ、最小値Ｉｍｉｎは、チョッパ動作開始直前時の２２５ｍＡ、実効値Ｉｒｍｓは２３５ｍＡとなり、ＬＥＤ電流Ｉ２のリップル率は以下のようになる。

リップル率（％）＝（最大値Ｉｍａｘ−最小値Ｉｍｉｎ／実効値Ｉｒｍｓ）×１００＝（２６０（ｍＡ）−２２５（ｍＡ）／２３５（ｍＡ））×１００＝１５（％）
このように、ＰＷＭ信号Ｓ２の周波数ｆｐ（Ｈｚ）と、コンデンサＣ６の容量Ｃ６ｐ（μＦ）との乗算値を０．０５以上にすることで、ＬＥＤ電流Ｉ２のリップル率を１５％以内にすることができる。ＬＥＤ電流Ｉ２のリップル率を１５％以内に設定することで、光源６が照射する環境下でビデオカメラで撮影した映像をモニターで確認した場合でも、ＬＥＤ電流Ｉ２の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとの差が小さいので、人間の目にはちらつきを感じない。

したがって、本実施形態の点灯装置１を用いることによって、光源６が照射する環境下において、ビデオカメラで撮影した際における、ちらつき（フリッカ）の発生を防止することができる。

なお、ＰＷＭ信号Ｓ２の周波数は、上記の１００Ｈｚに限定するものではなく、例えば周波数が１ｋＨｚの場合、コンデンサＣ６の容量を５０μＦ以上とすることで、ＬＥＤ電流Ｉ２のリップル率を１５％以内にすることができ、上記同様の効果を得ることができる。

なお、ＰＷＭ信号Ｓ２の周波数が可変自在に構成されている場合は、ＰＷＭ信号Ｓ２の周波数の下限値を用いて、コンデンサＣ６の容量を決定する。

また、本実施形態の降圧チョッパ回路３の回路構成は図１に示すように、コンデンサＣ６とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１の直列回路と、コンデンサＣ６とインダクタＬ１に並列接続されたダイオードＤ１で構成されているが、上記構成に限定されない。

例えば、図５（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｑ１ａをハイサイド側に設けた降圧チョッパ回路３ａで構成されていてもよい。降圧チョッパ回路３ａは、スイッチング素子Ｑ１ａとインダクタＬ１ａとコンデンサＣ６ａとの直列回路と、インダクタＬ１ａとコンデンサＣ６ａに並列接続されたダイオードＤ１で構成されている。

また、負荷に応じて図５（ｂ）に示すように、インダクタＬ１ｂとダイオードＤ１ｂとコンデンサＣ６ｂとの直列回路と、ダイオードＤ１ｂとコンデンサＣ６ｂに並列接続されたスイッチング素子Ｑ１ｂで構成される昇圧チョッパ回路３ｂで構成されていてもよい。

また、図５（ｃ）に示すように、トランスＴ１の１次巻線Ｔ１１に接続されたスイッチング素子Ｑ１ｃと、２次巻線Ｔ１２の両端間に接続されたダイオードＤ１ｃとコンデンサＣ６ｃとの直列回路で構成されるフライバックコンバータ３ｃで構成されていてもよい。

また、図５（ｄ）に示すように、インダクタＬ１ｄとスイッチング素子Ｑ１ｄとの直列回路と、インダクタＬ１ｄに並列接続されたダイオードＤ１ｄとコンデンサＣ６ｄで構成される反転型チョッパ回路３ｄで構成されていてもよい。

また、本実施形態の制御電源回路４０は、整流電圧Ｖ２を用いて制御電源Ｖ４を生成しているが、インダクタＬ１の２次巻線Ｌ１１の両端に生成される２次電圧Ｖ１１を用いて、制御電圧Ｖ４を生成してもよい。チョッパ動作時に２次電圧Ｖ１１を用いてコンデンサＣ７を充電することによって、電力効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、インダクタＬ１の２次巻線Ｌ１１の両端電圧Ｖ１１を検出することで、インダクタＬ１に流れる回生電流が略０となるタイミングを検出しているが、上記方法に限定されない。例えば、ダイオードＤ１の逆方向電圧の上昇を検出する方法や、スイッチング素子Ｑ１のドレイン・ソース間の電圧の降下を検出する方法など、回生電流が消失するタイミングを検出できればよい。

また、本実施形態では、ＰＷＭ信号Ｓ２をスイッチング素子Ｑ２のゲートに出力し、直流電流Ｉ１をＰＷＭ制御するＰＷＭ調光を行っているが、直流電流Ｉ１の振幅を制御する振幅調光とＰＷＭ調光を組み合わせて、光源６を調光制御してもよい。以下に振幅制御について説明する。

制御用集積回路４１のＭＵＬＴピン４１３に印加する電圧が高くなるにつれて、直流電流Ｉ１のピーク値が上昇するように構成されている。そこで、例えば図１に破線で示すように、否定ゲート４８と、抵抗Ｒ７，Ｒ８とコンデンサＣ９からなる積分回路４９とを用いて、ＰＷＭ信号Ｓ２を直流電圧Ｖ１０に変換して、ＭＵＬＴピン４１３に印加する。否定ゲート４８を用いているため、ＰＷＭ信号Ｓ２のオンデューティが小さく（調光レベルが高く）なるにつれて、直流電圧Ｖ１０が大きくなる。直流電圧Ｖ１０が大きくなるにつれて、乗算回路４３が出力する基準電圧Ｖ８が大きくなるので、スイッチング素子Ｑ１をオン→オフするタイミングが遅れて、直流電流Ｉ１のピーク値が大きくなる。したがって、ＬＥＤ電流Ｉ２の振幅が大きくなり、光源６の調光レベルを上昇させることができる。このとき、スイッチング素子Ｑ１のオン時間が長くなるので、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数（チョッピング周波数）が低くなる。

また、ＰＷＭ信号Ｓ２のオンデューティが大きく（調光レベルが低く）なるにつれて、直流電圧Ｖ１０が小さくなる。直流電圧Ｖ１０が小さくなるにつれて、乗算回路４３が出力する基準電圧Ｖ８が小さくなるので、スイッチング素子Ｑ１をオン→オフするタイミングが早まり、直流電流Ｉ１のピーク値が小さくなる。したがって、ＬＥＤ電流Ｉ２の振幅が小さくなり、光源６の調光レベルを減少させることができる。このとき、スイッチング素子Ｑ１のオン時間が短くなるので、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数が高くなる。

このように、ＰＷＭ信号Ｓ２を用いて光源６を振幅調光することができ、ＰＷＭ調光と振幅調光とを組み合わせて光源６を調光制御することができる。

また、積分回路４９の出力をＩＮＶピン４１１に印加した場合でも、上記同様に光源６を振幅調光することができる。

また、ＣＳピン４１４またはＺＣＤピン４１５に印加する電圧をＰＷＭ信号Ｓ２に応じて制御することで、スイッチング素子Ｑ１を強制的にオフすることができ、光源６をＰＷＭ調光することができる。

また、上記で説明した光源６の調光制御方法を組み合わせて用いてもよい。

また、図３に示す制御用集積回路４１の内部構成において、ＤＩＳＡＢＬＥ４８は、ＺＣＤピン４１５に所定電圧が印加されることによって、駆動回路４７を停止させる機能を有している。

（実施形態２）
本実施形態の照明器具８は、実施形態１の点灯装置１と、光源６とで構成されている。図６に、照明器具８の概略断面図を示す。

本実施形態の照明器具８は、電源ユニットとして機能する点灯装置１と光源６とが別体に構成され、リード線１１，６５を用いて互い電気的に接続されている。点灯装置１と光源６とを別体に構成することによって、光源６を薄型化することができる。さらに、点灯装置１の設置場所の自由度が向上する。

光源６は、ＬＥＤ素子６１と器具筐体６２と光拡散板６３と実装基板６４とで構成されたＬＥＤモジュールであり、一面が天井９から露出するように埋め込まれている。

器具筐体６２は、一面が開口した金属製の円筒体で構成されており、開口は光拡散板６３で覆われている。また、光拡散板６３と対向した器具筐体６２の底面には、実装基板６４が設置されている。そして、実装基板６４の一面には、複数のＬＥＤ素子６１が実装されおり、ＬＥＤ素子６１が照射する光は、光拡散板６３で拡散されて床面に向かって照射される。

点灯装置１は、光源６と別体に構成されているため、光源６から離れた位置に設置可能であり、本実施形態では、天井９の裏面に点灯装置１が設置されている。そして、点灯装置１の降圧チョッパ回路３の出力がリード線８１およびコネクタ８２を介して光源６に接続され、ＬＥＤ電流Ｉ２が光源６に供給される。コネクタ８２は、点灯装置１側のコネクタ８２１と、光源６側のコネクタ８２２とが着脱自在に構成されており、保守の際には、点灯装置１と光源６とを分離することができる。

本実施形態の照明器具８は、実施形態１で説明した点灯装置１を備えているため、光源６が照射する環境下において、ビデオカメラで撮影した際における、ちらつき（フリッカ）の発生を防止することができる。

なお、本実施形態では、点灯装置１と光源６とを別体に構成しているが、点灯装置１と光源６とを一体構成してもよい。

なお、本実施形態では点灯装置１を照明器具８に用いているが、点灯装置１を例えば液晶画面のバックライトや、複写機、スキャナ、プロジェクタなどの光源を点灯させるために用いてもよい。

２ 電源回路
３ 降圧チョッパ回路
４ 制御回路
６ 光源
２１ フィルタ回路
２２ 整流平滑回路
３１ 点灯部
３２ 平滑部
４０ 制御電源回路
４１ 制御用集積回路
６１ ＬＥＤ素子

Claims (3)

1. 直流電流を出力する点灯部と、
   前記点灯部が出力する前記直流電流を平滑した平滑電流を、光源に供給するコンデンサで構成される平滑部と、
   前記直流電流を前記平滑部に供給する第１の期間と、前記第１の期間よりも前記直流電流を低減させる第２の期間とを交互に繰り返す断続制御を行う制御部と、
   前記第１の期間と前記第２の期間との和を１周期とする周波数（Ｈｚ）と、前記コンデンサの容量（μＦ）との乗算値を、０．０５以上にすることを特徴とする点灯装置。
2. 前記平滑電流のリップル率を１５％以下にすることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
3. 請求項１または２記載の点灯装置と、
   前記点灯装置の前記平滑電流によって点灯する光源とを備えることを特徴とする照明器具。
   

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